Способ получения пленок окиси цинка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 177549 51)5 С 23 С 16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОР(71) Бориславский филиал Государственного научно-исследовательского и Проектногоинститута хлорной промышленности(56) Разуваев Г,А, и др, Металлоорганические соединения в электронике, М.: Наука,1972, с.311 - 315.Новьянцева Т.Д. и др. Влияние физикохимических условий выращивания на морфолигию кристаллов 2 пО. - Неорганическиематериалы, т.8, 1972, с,488.31 пЮ Ргали ,. Метаогцапс с)е 1 псачарог берозОоп оС огепсео 2 пО 6 пз очегагре агеаз. - Арр. Роуз,д. 1983, ч.43.й 12, р.1108 - 1110,Изобретение относится к электронике и может быть использовано для создания электронных полупроводниковых устройств.Существующие способы получения пленки окиси цинка не позволяют выращивать их с высокой скоростью роста, хорошей однородностью.Известен способ получения тонких пленок окиси цинка термическим разложением различных цинкорганических соединений.При таком способе получения тонких пленок окиси цинка рост полупроводникового слоя происходит медленно, с невысокой степенью совершенства из-за внедрения углерода в растущий полупроводниковый слой,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОКОКИСИ ЦИНКА(57) Использование: для полупроводниковых устройств. Сущность изобретения: пленки получают термическим разложением диметил- или диэтилцинка в присутствии окислителя, в качестве которого применяют водород-кислородную смесь и процесс проводят в режимЕ ее горения при давлении паров 60 - 80 мм рт,ст, и температуре подложки 20 - 50 С. 1 табл. Согласно способа пленки окиси цинка получают реакцией гидролиза хлористого цинка в паровой фазе. Диапазон температур 750 - 1200 С. Однако данный способ не позволяет получать пленки окиси цинка высокой степени совершенства и с большими скоростями роста,Известен способ получения пленок окиси цинка химическим осаждением с газовой фазы, выбранный нами в качестве прототипа. В данном способе используется реакция диметилцинка с кислородом при атмосферном давлении. Высокие скорости осаждения были получены при температуре 200 - 500 С. Сущность метода состоит в том, что потоки высокочистого азота насыщают парами диметилцинка, смешивают с кисло 1775491родом над подложкой, Пленки толщиной0,2-2,0 мкм осаждали на отполированноекварцевое стекло, кремниевые (100) подложки, Применение диэтилцинка вместо диметилцинка в этом аппарате дало нулевую 5величину скорости осаждения при всех температурах и скоростях потоков,Целью изобретения является увеличение скорости роста пленок, их однородности, снижение энергетических затрат. 10Поставленная задача достигается тем,что пленки окиси цинка получают путемосаждения из газовой фазы разложениемалкилпроизводных цинка в режиме горенияводород-кислородной газовой смеси. 15Процесс ведут с использованием диметил- или диэтилцинка при температуре подложки 20-50 С, давлении 60 - 80 мм рт,ст,Существенными отличительными признаками способа являются проведением 20процесса при низких температурах 20 -50 С, что предотвращает термическуюдеформацию подложек, уменьшает термодиффузию примесей в слой получаемойпленки окиси цинка; использование в качестве окислителя водород-кислородной смеси при низком давлении. Реакцию проводят в горизонтальной кварцевой трубе с внешним обогревом. Ис пользуют предварительно приготовленную смесь алкилпроизводных цинка с водородом и кислород, Давление в реакторе составляет 60 - 80 мм рт.ст, С помощью генератора искрового разряда зажигают ре акционную смесь внутри реактора. Вследствие прохождения реакции окисления на поверхности пластин осаждается слой окиси цинка. Время реакции составляет десятые доли секунды. Поскольку пленка окиси 40 цинка образуется за счет энергии химической реакции, энергетические затраты при практической реализации предлагаемого способа существенно ниже, чем в известном,Учитывая, что процесс протекает при низком давлении. фронт реакции имеет скорость 8 - 10 м/сек, а рабочий цикл завершается немедленной эвакуацией продуктов реакции из реакционного объема, температура образцов изменяется всего на 5-10 С,П р и м е р, В кварцевом реакторе диаметром 92 мм с кремниевыми подложками, при температуре 50 С создают разрежение 10- 10мм рт.ст, Затем вводят газовую смесь, содержа щую 2ди метил ци н ка, 48 водорода и 50; кислорода, создавая давление в реакторе 70 мм рт,ст. и зажигают смесь, Полученная таким образом пленка окиси цинка на креминиевых подложках имеет толщину 320 А с неравномерностью по толщине менее 5.Исследования проводили как описано в примере, Результаты исследований приведены в таблице.Из проделанных опытов видно, что оптимальными условиями получения высококачественной пленки окиси цинка являются; концентрация рабочих смесей 2;4 Д димотил- или ди атил цинка, 46 - 50 Оводорода и 50-467; кислорода, давление в реакторе 70 мм рт,ст.,температура реактора 50 С.Формула изобретения Способ получения пленок окиси цинка термическим разложением алкилпроизводных цинка на подложке в присутствии окислителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения скорости роста пленок, их однородности. снижения энергетических затрат, в качестве алкилпроизводных цинка и окислителя берут соответственно диметилцинк или диэтилцинк и водород-кислородную смесь и процесс ведут при давлении паров 60-80 мм рт.сттемпературе подложки 20-50 С в режиме горения водород-кислородной смеси.1775491 Продолжение таблицы Примечание ЕП(СН 5)2 Ог Нг Ео(СНз)2 38 60,0 70 50 2,0 70 30 60,0 38,2,0 60,0 60 38 50 2,0 40 38 50 60,0 2,0 48,0 50 50 100 2,0 50 50 48,0 50 2,0 500 46,0 50 50 70 4,0 600 50 50 100 46,0 4,0 220 50 30 40 46,0 4,0 36 50 60,0 70 4,0 50 7044,0 30 6,0 100 50 50 44,0 6,0 40 50 50 44,0 6,0 420 50 70 48.0 50 2,0 320 60 48,0 50 50 2,0 320 70 50 30 2,0 48,0 70 800 50 50 46,0 4,0 420 30 50 50 46,0 4,0 520 60 50 46,0 4,0 30 50 70 44,0 6,0 50 70 50 44,0 6,0 50 60 44,0 50 6,0 300 61 70 50 37.0 2,0 450 70 50 59 39.0 4,0 310 70 50 54 44,0 2,0 Со е жение компонента, об Температура реактора,Давление в реакторе,мм рт,ст, Толщина пленкивА Наблюдались механические трещины Слабая адгезия Механ. трещины Слабая адгезия Механтрещины Слабая адгезия Трещины на пленкеМехан. трещины Слабая адгезия Слабая адгезия Механ. трещины Пленка рыхлая1775491 Продолжение таблицы Составитель Й, Кочубейехред М.Моргентал Корректор С. Лисина еда рубченко роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро гарина, 10 Заказ 4023 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5